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Maitière, mouvement, énergie, informaition

Liste des connaissances et compétences associées

Connaissances

et compétences associéesExemples de situaitions, d'acitivités et de ressources pour l'élève Idenitiifier diffférentes sources et connaître quelques conversions d'énergie Idenitiifier des sources d'énergie et des formes. » L'énergie existe sous diffférentes formes (énergie associée à un objet en mouvement, énergie thermique, électrique...). Prendre conscience que l'être humain a besoin d'énergie pour vivre, se chaufffer, se déplacer, s'éclairer... Reconnaître les situaitions où l'énergie est stockée, transformée, uitilisée. La fabricaition et le foncitionnement d'un objet technique nécessitent de l'énergie. » Exemples de sources d'énergie uitilisées par les êtres humains : charbon, pétrole, bois, uranium, aliments, vent, Soleil, eau et barrage, pile...

» Noition d'énergie renouvelable.

» Idenitiifier quelques éléments d'une chaîne d'énergie domesitique simple. » Quelques disposiitifs visant à économiser la consommaition d'énergie.L'énergie associée à un objet en mouvement apparaît comme une forme d'énergie facile à percevoir par l'élève, et comme pouvant se converitir en énergie thermique. Le professeur peut privilégier la mise en oeuvre de disposiitifs expérimentaux analysés sous leurs aspects énergéitiques : éolienne, circuit électrique simple, disposiitif de freinage, moulin à eau, objet technique... On prend appui sur des exemples simples (vélo qui freine, objets du quoitidien, l'être humain en introduisant les formes d'énergie mobilisées et les diffférentes consommaitions (par exemple : énergie thermique, énergie associée au mouvement d'un objet, énergie électrique, énergie associée à une réacition chimique, énergie lumineuse...).

Exemples de consommaition domesitique

(chaufffage, lumière, ordinateur, transports).

Repères de progressivité

6ème

Transformaitions d'énergie ; les objets techniques en charge de converitir les formes d'énergie sont

idenitiifiés et qualiifiés d'un point de vue foncitionnel

S&T - 2016

Compétence : Idenitiifier diffférentes sources et connaître quelques conversions d'énergieIdenitiifier diffférentes sources et connaître quelques conversions d'énergieAtttendu(s) en ifin de cycle

Maitière, mouvement, énergie, informaition

Préambule (pour le professeur)Retour page 1

Compétence à dominante Technologie pour l'uitilisaition de l'énergie dans les objets techniques.

Compétence qui pourrait être liée à un objet technique support que l'on étudie dans la compétence "Décrire le

foncitionnement d'objets techniques, leurs foncitions et leurs consitituitions" et/ou la compétence "Concevoir et

produire tout ou paritie d'un objet technique en équipe pour traduire une soluition technologique répondant à un

besoin". Compétence Idenitiifier des sources d'énergie et des formes.

Connaissances

associées L'énergie existe sous diffférentes formes (énergie associée à un objet en

mouvement, énergie thermique, électrique...).

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Compétence : Idenitiifier diffférentes sources et connaître quelques conversions d'énergie

Maitière, mouvement, énergie, informaition

Atttendu élève en terme de connaissance : (exemple de ifiche connaissance pour la synthèse de

l'acitivité) Retour page 1 Pistes d'exploitaitions pédagogiques : Retour page 1

Retour à la connaissance

Pistes de situaitions

déclenchantes- Paritir de diffférentes situaitions où nous uitilisons de l'énergie ou à paritir d'objets

techniques (environnement proche de l'élève) qui uitilisent de l'énergie, et lancer un quesitionnement sur les énergies uitilisées. - Paritir d'un vélo dans la salle de Sciences et Technologie et lancer un quesitionnement sur les énergies que l'on retrouve sur ce vélo (mécanique, musculaire, lumineuse...)".

Pistes problèmes

technologiquesQuelles sont les diffférentes énergies uitilisées sur les objets techniques ? Pourquoi les objets techniques uitilisent de l'énergie pour foncitionner ? Comment et grâce à quoi les objets techniques foncitionnent ?

Comment uitilisons-nous l'énergie ?

Comment l'énergie répond à nos besoins ?

Qu'est devenue l'énergie musculaire du cycliste ?

Ressources et ouitils-Diffférents objets techniques ou appareils du Fablab de Technologie qui uitilisent

de l'énergie. -Diffférentes photos ou vidéos d'objets supports -Matériels d'expérimentaition possible : mini éolienne, mini panneau solaire, venitilateur, ... associés à des lampes, moteurs, mini char à voile .... -Objet technique en cours de concepition et réalisaition lors de la mise en applicaition de la compétence "Concevoir et produire tout ou paritie d'un objet

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Compétence : Idenitiifier diffférentes sources et connaître quelques conversions d'énergie

Maitière, mouvement, énergie, informaition

technique" -Ressources documentaires et animaitions des sites type CEA, EDF, explorateurs

énergie...

-Animaitions CEA (portail.cea.fr/mulitimedia/Pages/animaitions.aspx) -Ressources média EDF htttp://www.edf.com/html/ecole_energie/ -Les diffférents modes de producition de l'énergie par RTS.ch -Les explorateurs de l'énergie htttp://www.explorateurs-energie.com/ -vidéos et animaitions du site educapoles.org htttp://www.educapoles.org/fr/ -Animaitions et quesitionnaire sur les énergies Pistes d'acitivitésDemander aux élèves de : -idenitiifier les formes d'énergies uitilisées par les objets techniques mis à disposiition, -repérer la transformaition de l'énergie réalisée par l'objet technique, -uitiliser des mini-éoliennes, moteurs, mini panneau solaire et des lampes pour expérimenter les transformaitions de l'énergie.

Exemples d'objets

supports-Ademe :htttp://www.ademe.fr/sites/default/ifiles/assets/documents/guide- -Eventail de moyens de transports (maquetttes) foncitionnant avec des énergies diffférentes (un par îlot) Ex : solaire (htttp://www.a4.fr/kit-individuel-soldrag-avec-grappes-rouges.html) ; éolien (htttp://www.a4.fr/kit-individuel-char-a-voile-avec-grappe-propulso-noire.html + htttp://www.a4.fr/polypropylene-bleu-translucide-0-5-300-x-400-voile-cav.html + htttp://www.a4.fr/kit-individuel-opition-radiocommande-pour-char-a-voile-4159.html ) ; musculaire (htttp://www.a4.fr/kit-individuel-dragster-ressort-avec-grappe-grise.html) ; chimique hydrogène (htttp://www.a4.fr/voiture-a-hydrogene-a-pile-reversible.html) ; chimique pile électrique (htttp://www.a4.fr/kit-individuel-dragster-courroie-avec-grappe- grise.html) ; chimique air comprimé (htttp://www.natureetdecouvertes.com/cadeau- enfant/jeux-jouets-6-10-ans/jeux-scienitiifiques/voiture-aero-propulsee-30145210) ; etc. Apports supplémentaires de connaissances pour le professeur : Retour page 1

Retour à la connaissance

Ces apports de connaissances ne doivent pas être uitilisés pour les acitivités élèves.

Qu'est-ce que l'énergie ?

C'est la capacité que possède un système à modiifier un état, à produire un efffet. Elle ne se voit pas mais nous

en percevons le résultat : mouvement, émission de chaleur ... Elle est stockée dans la maitière et ne se manifeste

que lorsqu'elle se transforme.

Elle se présente sous de mulitiples formes et l'une de ses propriétés essenitielles est de pouvoir être converitie

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Compétence : Idenitiifier diffférentes sources et connaître quelques conversions d'énergie

Maitière, mouvement, énergie, informaition

d'une forme en une autre : "Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme" (Lavoisier - principe de

conservaition de la maitière applicable à l'énergie).

L'énergie est stockée dans la maitière et se manifeste lorsqu'elle se transforme. Que ce soit à l'échelle

microscopique ou macroscopique, elle est la résultante d'une force et d'un déplacement.

Quelques unités :

Joule [J]: unité légale de l'énergie dans le système internaitional d'unités.

kiloWattt-heure [kWh] : unité uitilisée pour mesurer la quanitité d'énergie consommée. La puissance en

wattt [W] est déifinie comme la quanitité d'énergie échangée par unité de temps (1 W = 1 J/s). Un kWh

représente la quanitité d'énergie mise en jeu par un appareil de puissance 1000 W pendant 1 heure soit

1000 J/s x 3600 s = 3600000 J.

Tonne équivalent pétrole [tep] : uitilisée pour exprimer dans une unité commune, la valeur énergéitique

de diverses sources d'énergie. Elle représente l'énergie produite par la combusition d'une tonne de

pétrole, soit environ 11600 kWh.

1 Giga Joule [GJ]1 kilo Wattt-heure [kWh]

1 tonne équivalent pétrole [tep]41,8611600

L'énergie existe sous diffférentes formes

-L'énergie mécanique :

Energie cinéitique associée au mouvement d'un objet. Elle dépend de la masse de l'objet et de

sa vitesse : Ec = ½ m.v² (m masse de l'objet [kg] ; v vitesse de l'objet [m/s]). Energies potenitielles : on disitingue deux types d'énergies potenitielles L'énergie de gravitaition qui est liée à la force d'atttracition qui s'exerce entre deux corps massifs. Elle correspond à l'énergie interne d'un corps soumis à une force. L'énergie de gravitaition la plus remarquable est celle liée à la force de gravitaition (pesanteur) que la terre exerce sur les objets situés dans son voisinage. Elle dépend de la masse de l'objet et de sa distance avec la terre : Ep = m.g.z (m masse de l'objet [kg] ; g accéléraition de la pesanteur [9,81 m/s²] ; z alititude de l'objet [m]). L'énergie élasitique qui correspond à l'énergie emmagasinée par les objets

élasitiques (ressort ...).

-L'énergie chimique : elle est liée à une réacition chimique (modiificaition des liaisons entre atomes dans

les molécules). On parle d'énergie musculaire pour l'énergie chimique issue de la transformaition de la

nourriture par la digesition qui est uitilisée par les muscles pour produire une force (êtres humains,

animaux), d'énergie fossile pour celle issue du charbon, pétrole et gaz naturel, d'énergie de la

biomasse pour celle stockée dans la maitière organique (bois, végétaux, déchets alimentaires, ...)

-L'énergie électrique : elle est liée au déplacement d'électrons dans un matériau conducteur (cuivre,

aluminium ...).

-L'énergie radiaitive : elle est liée aux ondes (rayonnements) qui transportent de l'énergie. On peut

parler d'énergie solaire pour le rayonnement solaire, d'énergie lumineuse pour la lumière (soleil,

ampoule électrique ...), d'énergie rayonnante pour les rayonnements infrarouges qui transportent la

chaleur (radiateur ...), d'énergie électromagnéitique pour les micro-ondes et les ondes radio qui

transportent les données (son, image et informaition - Wi-Fi, Bluetooth...) et d'énergie sonore pour le

son.

-L'énergie hydraulique : elle est liée aux mouvements d'un lfluide (vagues, courants marins, débit d'un

lfleuve, chute d'eau ...). On parle d'énergies marines pour les énergies liées aux mers et océans

(courants marins, houle, marée - hydroliennes, usines marémotrices ...).

-L'énergie nucléaire : elle est liée à la modiificaition des liaisons entre protons et neutrons à l'intérieur

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Compétence : Idenitiifier diffférentes sources et connaître quelques conversions d'énergie

Maitière, mouvement, énergie, informaition

des noyaux des atomes (fusion nucléaire au coeur du soleil, ifission des noyaux d'uranium dans les

centrales nucléaires).

-L'énergie thermique (caloriifique): elle est liée à la chaleur (mouvement désordonné et plus ou moins

rapide de molécules) qui provoque une variaition de température ou le changement d'état d'un

matériau (fusion, évaporaition). On parle d'énergie géothermique pour l'exploitaition de la chaleur qui

se trouve sous la surface de la terre. -L'énergie éolienne : elle est liée à la force du vent (énergie cinéitique).

Remarque : on peut classer, lors de leurs transformaitions successives, les énergies en trois catégories ;

-les énergies primaires qui sont présentes dans la nature (solaire, éolienne, nucléaire,

hydraulique, fossile [charbon, pétrole, gaz], géothermique, biomasse). Non transformées par l'homme.

-les énergies secondaires plus simples d'uitilisaition issues de la transformaition des énergies

primaires. Elles doivent être transportées sur leur lieu d'uitilisaition.

-l'énergie ifinale qui est livrée à l'uitilisateur et qui va permetttre de produire l'énergie uitile.

-l'énergie uitile qui va produire le service uitile recherché par l'uitilisateur.

Liens pour aller plus loin ... Retour page 1

Retour à la connaissance

Site Connaissance Des Energies : www.connaissancedesenergies.org Site Médiathèque du CEA : htttp://portail.cea.fr/mulitimedia Site Planète Energies : htttp://www.planete-energies.com/fr

Site Edd de l'académie de Versailles : htttp://www.edd.ac-versailles.fr/spip.php?rubrique37#paginaition_ariticles

Déifiniitions de L'Insee : htttp://www.insee.fr/fr/methodes/default.asp?page=deifiniitions/liste-deifiniitions.htm

Fondaition LAMAP : htttp://www.fondaition-

es_092010.pdf Site Pactes Energies (ressources documentaires, vidéo...) : htttp://www.pactes-energie.org/ Site j'apprends l'Energie : htttp://www.japprends-lenergie.fr/ressources/wiki-energie Points de vigilance pour le professeur (diiÌifiÌicultés potenitielles) : Retour page 1

Retour à la connaissance

-Aider à repérer et comprendre que l'énergie se transforme.

-DiiÌifiÌicultés peut être pour les élèves de comprendre que certaines énergies (comme l'électricité présente à la

maison) n'existent pas dans la nature mais sont issues de la transformaition d'autres énergies. Compétence Prendre conscience que l'être humain a besoin d'énergie pour vivre, se chaufffer, se déplacer, s'éclairer....

Connaissances

associées

Atttendu élève en terme de connaissance : (exemple de ifiche connaissance pour la synthèse de

l'acitivité) Retour page 1

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Compétence : Idenitiifier diffférentes sources et connaître quelques conversions d'énergie

Maitière, mouvement, énergie, informaition

(Pas de connaissances pariticulières avec cettte compétence associée) Pistes d'exploitaitions pédagogiques : Retour page 1

Pistes de situaitions

déclenchantesParitir d'exemples concrets de l'environnement des élèves comme leurs moyens de

transport, les appareils qui consomment de l'énergie dans leurs maisons pour s'interroger sur la nécessité d'uitiliser de l'énergie.

Pistes problèmes

technologiquesA quoi servent les appareils de la maison et comment foncitionnent-ils ? Grâce à quoi foncitionnent les moyens de transports uitilisés tous les jours ? Pourrait-on avoir des objets qui foncitionnent sans énergie ? Ressources et ouitils-Objets techniques de la salle de Sciences et Technologie qui uitilisent de l'énergiequotesdbs_dbs29.pdfusesText_35

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